Schluss mit dem Mythos von der Milchsäure

Die häufigste Anwort lautet auch heute noch: „Milchsäurebildung“. Diese Antwort ist falsch – dies wird nicht nur schon lange vermutet, sondern wurde bereits 1988 nachgewiesen und 2000 erneut bestätigt.

Milchsäure entsteht bei sehr intensiver „aktiver“ Muskelbelastung; Muskelkater dagegen bei einer „passiven“ mechanischen Überlastung des Muskels.

Aktive Belastung:

Aktiv bedeutet das bewusste Spannen der Muskeln z. B. zum Halten eines Gegenstandes oder zur Ausführung einer Bewegung, z. B. Treppensteigen, Bergauflaufen, Sprinten, Springen, Heben etc. Zu beidem muss immer eine ausreichende Muskelmenge aktiviert werden. Der begrenzende Faktor bei der aktiven Belastung ist die ausreichende Sauerstoffversorgung der Muskeln für diesen Arbeitszeitraum. Über Stunden z. B. kann die Leistung bei der niedrigen Belastungsfrequenz eines langsamen Dauerlaufs aufrechterhalten werden. Bei einem sehr schnellen Lauf dagegen, z. B. über 400 Meter, kann die Sauerstoffversorgung den Bedarf nicht mehr decken. Die Energieversorgung der arbeitenden Muskulatur muss deshalb vom aeroben zum anaeroben Weg wechseln. Hierbei entsteht als Folgeprodukt Milchsäure. Diese säuert bzw. übersäuert den Muskel bis hin zur völligen Ermüdung. Die Milchsäure wird anschließend – überwiegend in der Leber – wieder in den Energiespender Glykogen (Kohlenhydrat) umgewandelt (s. SIH 03/2004 S. 38-40).

Passive Belastung:

Bei passiver Belastung muss der Muskel Belastungen bzw. Kräfte, die auf ihn von außen einwirken, abfangen. Als Beispiele seien genannt: Das Körpergewicht beim Heruntersteigen von einem Stuhl, beim Bergabgehen bzw. –laufen oder das Gewicht beim Fangen eines schweren Gegenstandes etc. Dazu muss sich der Körper auf die zu erwartende Belastung einstellen und entsprechende Muskelmengen vorspannen. Doch woher weiß der Körper, wieviel Muskelmengen er vorspannen muss? Er weiß es nicht, sondern lernt es aus seiner Erfahrung. Ein erfahrener Bergführer z. B. bekommt auch bei einem mehrere Stunden dauernden steilen Abstieg keinen Muskelkater, der unerfahrene Neuling erleidet ihn mit absoluter Sicherheit. Muskelkater entsteht praktisch immer, auch bei einem trainierten Sportler, wenn er neue, für ihn ungewohnte Übungen macht und sei es nur das ungewohnte Bücken beim Erdbeerpflücken. Zu einer passiven Überlastung kommt es auch bei lang anhaltenden Belastungen, z.B. beim Marathon-Lauf dann, wenn das Gleichgewicht im Elektrolythaushalt des Muskels gestört ist. Dies betrifft insbesondere die Elektrolyte Calcium, Kalium und Magnesium. Ist das Gleichgewicht gestört, wird auch die Energieumsetzung im Muskel beeinträchtigt, d.h. es fallen Arbeitsbereiche (Sarkomere, s. Abbildung 1) aus. Dadurch kommt es zur mechanischen Überlastung der übrigen Bereiche.
Derartige Überlastungen treten häufig bei langen Trainings-/Wettkampfeinheiten bei hohen Temperaturen auf, wenn der Körper durch Schwitzen nicht nur Wasser, sondern auch Elektrolyte verliert. Vorbeugen
lässt sich mit einer ausreichenden Flüssigkeitsaufnahme. Eine der preiswertesten und sehr effizienten Möglichkeiten dazu ist die Mischung: 1/3 Apfelsaft + 2/3 Wasser.

Entstehung

Was allgemein als Muskelkater bezeichnet wird, sind Schmerzen, die durch kleinste Verletzungen, d. h. durch Zerreißen der Z-Scheiben in den Muskelfibrillen (Myofibrillen) verursacht werden. Diese Schmerzen sind eine Schutzreaktion des Körpers. Sie sollen verhindern, dass der geschädigte Muskelbereich weiter belastet wird und sich regenerieren kann.
In Abbildung 1 ist der Aufbau eines Muskels am Beispiel des Bizeps, einem typischen Skelettmuskel, dargestellt. Jeder Muskel besteht aus einem Muskelfaserbündel, das sich aus einzelnen Muskelfasern zusammensetzt. Die Muskelfasern sind extrem dünn. Ihr Durchmesser beträgt im Durchschnitt 20 µm = 0,02 mm, dies ist mit einem menschlichen Haar vergleichbar. Sie können bis zu 15 cm lang sein.
Die einzelne Muskelfaser ist, wie die Abbildung zeigt, wiederum ein Bündel von etwa 1 µm (0,001 mm) feinen Myofibrillen. Diese Myofibrillen sind in einzelne, ganz kurze Abschnitte: Sarkomere, die eigentlichen Arbeitsbereiche des Muskels, untergliedert. Die „Trennwände“ dieser Abschnitte werden Z-Scheiben genannt, da sie auf beiden Seiten dünne „Arme“ (Aktinfilamente) mit Z-förmiger Anordnung besitzen. Dazwischen liegen Myosinfilamente mit ihren Kontaktfingern.
Wird so ein Arbeitsbereich durch einen (elektrischen) Nervenimpuls angeregt, dann kommt es zu einer elektrischen Kopplung zwischen den Aktinarmen und den Myosinfingern und es können zwei Aufgaben wahrgenommen werden:

1. Die Myosinfinger koppeln „nur“ an das Aktin an ohne weitere Bewegungen. Dann ist der Muskel gespannt und kann die auf ihn einwirkenden Kräfte aufnehmen. Dieser Zustand wurde oben als „passiv“ bezeichnet.
2. Die Myosinfinger koppeln an die Aktinarme an und ziehen sie durch Umklappen ihrer Kontaktfinger in die Mitte. Diese teleskopartige Verschiebung kann so oft wiederholt werden, bis sich das Sarkomer ganz zusammengezogen hat (Kontraktion). Dieser Zustand wurde oben als „aktiv“ bezeichnet.

Die Kopplung besteht in beiden Fällen solange, wie die elektrische Spannung vorhanden ist. Erst wenn sie abgeschaltet wird, können die Filamente wieder auseinandergleiten, d.h. auch gedehnt werden. Die Anzahl der angeregten Arbeitseinheiten (Sarkomere) innerhalb einer Myofibrille bestimmt die Leistungsfähigkeit des Muskels, d.h. wie viel Kraft er aufnehmen bzw. erzeugen kann.
Die Aktivierung der notwendigen Arbeitseinheiten ist im aktiven Fall einfach. Um z. B. auf einen Stuhl zu steigen, müssen so lange Einheiten aktiviert werden, bis die Kraft zum Hinaufsteigen reicht. Im passiven Fall hängt sie von der Erfahrung ab. Hat der Körper Erfahrungen mit der zu erwartenden Belastung, wird er die zum Abfangen der auf den Muskel einwirkenden Kräfte notwendige Anzahl an Arbeitseinheiten aktivieren. Fehlt sie, so wir die Anzahl durch das Gefühl, das sehr stark durch die Augen gesteuert wird, aktiviert. Erscheint die Aufgabe schwer, werden ausreichend viele aktiviert, dieser Fall ist unproblematisch. Erscheint sie leicht, wie z. B. beim Heruntersteigen vom einem Stuhl oder beim Bergablaufen bzw. –gehen, so werden zum Abfangen der einwirkenden Kräfte zu wenig Einheiten aktiviert. Zwangsläufig kommt es dadurch zu lokalen mechanischen Überlastungen, in deren Folge in den Myofibrillen die Z-Scheiben zerreißen. Dies konnte mit elektronenmikroskopischen Aufnahmen (Abbildung 2) nachgewiesen werden [1, 2].
Das Zerreißen verursacht direkt keine Schmerzen, da im Faserinnern keine Schmerzrezeptoren vorhanden sind. Die Leistungsfähigkeit des Muskels ist aber sofort beeinträchtigt. Der Schmerz – Muskelkater genannt – macht sich erst nach einigen Stunden bemerkbar, wenn die Abbauprodukte an die Muskeloberfläche gelangen und die bekannten Schutzblockierungen bzw. Schmerzreaktionen ausgelöst werden. Die Ausheilung dauert 5-7 Tage.
Das Zerreißen von Z-Scheiben wird bisher positiv gesehen. Es wird vermutet, dass im Bereich der gerissenen Myofibrille jetzt mehr neue entstehen, um den Muskel zu kräftigen. Eine derartige Fibrillenvermehrung wird u. a. auch als positive Folge des Krafttrainings zur Muskelkräftigung beobachtet.

Vorbeugung

Die innermuskuläre Koordination verbessert sich sehr schnell, deshalb ist Muskelkater typisch für die Anfangsphase des Sporttreibens bzw. des Einübens einer neuen Bewegung.
Vorbeugen kann man dem Muskelkater, indem man am Anfang einer sportlichen Tätigkeit hohe Belastungen und extreme Bewegungsausschläge vermeidet. Sorgfältiges Aufwärmen und langsam gesteigerte Belastung sind weitere Voraussetzungen. Muskelkater ist eine mechanische Verletzung. Deshalb darf entgegen früheren Theorien der betroffenen Muskelbereich weder massiert noch intensiv belastet werden. Leichte Bewegungen, z. B. Radfahren sowie alles, was die Durchblutung fördert, z. B. warme Bäder oder Sauna, sind empfehlenswert.